JP2008197960A - Circuit with control function, and test method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、商用電源で作動する被制御回路と、この被制御回路を制御する制御手段とを備える制御機能付き回路、及びこの制御機能付き回路が正常に作動するか否かを検査する検査方法に関する。 The present invention relates to a circuit with a control function that includes a controlled circuit that is operated by a commercial power supply and a control unit that controls the controlled circuit, and an inspection method that inspects whether or not the circuit with the control function operates normally. About.
商用電源で作動する被制御回路と、この被制御回路を制御する制御手段とを備える制御機能付き回路として、様々なものが提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
Various circuits having a control function including a controlled circuit that operates with a commercial power supply and a control unit that controls the controlled circuit have been proposed (for example, see
特許文献1には、商用電源で作動するヒータ(これが被制御回路に相当する)と、異常時に運転を停止させる安全機構、表示手段、時間をカウントする計時手段、及び記憶手段(これらが制御手段に相当する)と、を有する温風暖房機(制御機能付き回路に相当する)が開示されている。この温風暖房機では、安全機構が作動した時刻を記憶手段に記憶させておき、必要に応じて安全機構が作動した時刻を表示手段で表示可能とされている。これにより、安全機構が作動した後でも、安全機構が作動した時刻を把握することができるので、温風暖房機の保守点検や修理の際、安全機構が作動してからの経過時間、運転時間を推定でき、故障の原因を判別し易くなる旨が記載されている。
特許文献2には、商用電源で作動する発熱体(これが被制御回路に相当する)と、電源電圧値の異常並びに発熱体の電源通電スイッチの接点異常を検出する異常検出回路、及びこの異常検出回路の出力を判定する論理回路(これらが制御手段に相当する)と、を有する電気ヒータ(制御機能付き回路に相当する)が開示されている。この電気ヒータでは、使用者が誤って電源プラグを高圧電源に接続したり、運転切り替えスイッチなどの運転切り替え機能を有する接点に溶着などの異常がある場合、通電開始時に、電源電圧異常や機器の接点不良を、電気ヒータの運転前に使用者に知らせることができる。具体的には、論理回路が異常を検出した場合、警報器を鳴らすことで、電気ヒータの運転前にその異常を使用者に知らせ、さらに、電源電圧異常の場合には、電源通電スイッチを閉路することなく運転を禁止する。これにより、電気ヒータの異常使用を防止して、安全運転を確保することができる旨が記載されている。
ところで、所定環境(例えば、環境温度)が特定条件(例えば、0℃以下)を満たす場合に限り、被制御回路(例えば、ヒータ)が作動するように構成された制御機能付き回路が提案されている。具体的には、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車の電源として使用される二次電池を、商用電源を用いて加熱するヒータ(被制御回路に相当する)を備える制御機能付き回路を挙げることができる。この制御機能付き回路では、低温環境下(例えば、0℃以下の環境温度)において、放電容量の低下により良好な出力特性が得られなくなる二次電池の課題を解決するために、例えば、環境温度が0℃以下の場合に限り、ヒータを作動(通電による発熱)させる。 By the way, a circuit with a control function configured to operate a controlled circuit (for example, a heater) only when a predetermined environment (for example, an environmental temperature) satisfies a specific condition (for example, 0 ° C. or less) has been proposed. Yes. Specifically, for example, a circuit with a control function including a heater (corresponding to a controlled circuit) that heats a secondary battery used as a power source of an electric vehicle or a hybrid vehicle using a commercial power source can be given. . In this circuit with a control function, in order to solve the problem of a secondary battery in which good output characteristics cannot be obtained due to a decrease in discharge capacity in a low temperature environment (for example, an environmental temperature of 0 ° C. or less), for example, an environmental temperature Only when the temperature is 0 ° C. or lower, the heater is operated (heat generation by energization).
このような制御機能付き回路について、特許文献1及び特許文献2に開示されている手法を用いて、製造工場での完成検査や実使用時の作動チェックなどを行う場合、制御機能付き回路の検査環境を、ヒータ(被制御回路)が作動する特定条件(例えば、0℃以下の環境温度)に設定しなければならなかった。このため、大がかりな検査設備が必要となり、検査コストが高くなる、あるいは、実使用時における作動チェックが困難となる等の課題があった。
For such a circuit with a control function, when performing a completion inspection at a manufacturing factory or an operation check at the time of actual use using the methods disclosed in
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、所定環境が特定条件を満たす場合に限り被制御回路が作動する制御機能付き回路であって、いずれの所定環境下でも、当該制御機能付き回路が正常に作動するか否かを検査できる制御機能付き回路、及びその検査方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a current situation, and is a circuit with a control function that operates a controlled circuit only when a predetermined environment satisfies a specific condition, and the control function under any predetermined environment It is an object of the present invention to provide a circuit with a control function capable of inspecting whether or not an attached circuit operates normally, and an inspection method thereof.
その解決手段は、商用電源で作動する被制御回路と、所定環境を検知するセンサと、上記商用電源で作動し、上記被制御回路を制御する制御手段であって、上記センサにより検知された上記所定環境が特定条件を満たす場合に限り、上記被制御回路を作動させる制御手段と、を備える制御機能付き回路であって、上記制御手段は、上記制御機能付き回路が正常に作動するか否かを診断する自己診断手段と、上記商用電源からの通電が所定パターンで断続されたか否かを検知し、上記所定パターンの断続を検知したときには、上記所定環境が上記特定条件を満たしているか否かに拘わらず、上記自己診断手段を作動させる断続検知手段と、を備える制御機能付き回路である。 The solution is a controlled circuit that operates with a commercial power source, a sensor that detects a predetermined environment, and a control unit that operates with the commercial power source and controls the controlled circuit, the control circuit detecting the sensor A circuit having a control function that operates the controlled circuit only when a predetermined environment satisfies a specific condition, and the control means determines whether the circuit with the control function operates normally. Self-diagnosis means for diagnosing whether or not the energization from the commercial power source is interrupted in a predetermined pattern, and whether or not the predetermined environment satisfies the specific condition when the intermittent of the predetermined pattern is detected Regardless of whether the self-diagnosis means is operated or not, the circuit has a control function.
本発明の制御機能付き回路は、センサにより検知された所定環境(例えば、環境温度)が特定条件(例えば、0℃以下)を満たす場合に限り、被制御回路が作動する制御機能付き回路である。この制御機能付き回路では、当該制御機能付き回路が正常に作動するか否かを診断する自己診断手段を備えている。さらに、商用電源からの通電が所定パターンで断続されたか否かを検知し、所定パターンの断続を検知したときには、所定環境が特定条件を満たしているか否かに拘わらず、自己診断手段を作動させる断続検知手段を備えている。 The circuit with a control function of the present invention is a circuit with a control function in which the controlled circuit operates only when a predetermined environment (for example, environmental temperature) detected by the sensor satisfies a specific condition (for example, 0 ° C. or less). . This circuit with a control function includes self-diagnosis means for diagnosing whether or not the circuit with a control function operates normally. Further, it is detected whether or not the energization from the commercial power source is interrupted in a predetermined pattern, and when the predetermined pattern is interrupted, the self-diagnosis means is activated regardless of whether or not the predetermined environment satisfies a specific condition. Intermittent detection means is provided.
このため、本発明の制御機能付き回路は、所定環境が特定条件を満たす場合に限り被制御回路が作動する制御機能付き回路であるにも拘わらず、商用電源からの通電を所定パターンで断続させるだけで、いずれの所定環境下でも、当該制御機能付き回路が正常に作動するか否かを診断することができる。これにより、制御機能付き回路の検査工程(検査場)の環境を、被制御回路が作動する特定条件(例えば、0℃以下の環境温度)に保つなど、大がかりな検査設備が不要となり、検査コストも安価となる。 For this reason, the circuit with a control function of the present invention intermittently energizes the commercial power supply in a predetermined pattern, even though the circuit with the control function operates only when the predetermined environment satisfies a specific condition. Thus, it is possible to diagnose whether or not the circuit with the control function operates normally under any predetermined environment. This eliminates the need for large-scale inspection equipment such as maintaining the environment of the inspection process (inspection site) of the circuit with control function at a specific condition (for example, an environmental temperature of 0 ° C. or lower) where the controlled circuit operates, and the inspection cost. Will also be cheaper.
なお、商用電源からの通電を所定パターンで断続する手法としては、例えば、商用電源からの通電を、通電開始から1分経過するまでの間に3回断絶する手法を挙げることができる。
また、被制御回路が作動する「特定条件」としては、例えば、0℃以下の環境温度や、80%以上の湿度などを挙げることができる。
また、被制御回路としては、例えば、金属線を蛇腹状に成形してなる発熱回路(ヒータ)を挙げることができる。一方、制御手段としては、例えば、被制御回路としての発熱回路(ヒータ)への通電を制御する制御回路(マイコンなど)を挙げることができる。
In addition, as a method of interrupting energization from the commercial power source in a predetermined pattern, for example, a method of interrupting energization from the commercial power source three times before 1 minute elapses from the start of energization can be mentioned.
In addition, examples of the “specific condition” for operating the controlled circuit include an environmental temperature of 0 ° C. or lower and a humidity of 80% or higher.
Further, as the controlled circuit, for example, a heating circuit (heater) formed by forming a metal wire into a bellows shape can be cited. On the other hand, examples of the control means include a control circuit (such as a microcomputer) that controls energization to a heating circuit (heater) as a controlled circuit.
さらに、上記の制御機能付き回路であって、前記断続検知手段は、前記所定パターンの断続を、前記商用電源からの通電開始から所定の初期時間内に検知したときに限り、前記自己診断手段を作動させる制御機能付き回路とすると良い。 Further, in the circuit with a control function described above, the intermittent detection unit is configured to detect the self-diagnosis unit only when the intermittent of the predetermined pattern is detected within a predetermined initial time from the start of energization from the commercial power source. A circuit with a control function to be operated is preferable.
通常使用時に、何らかの原因で所定パターンの断続が生じる可能性は否定できないが、通電開始から所定の初期時間内という限られた時間内に、所定パターンの断続が生じることは考えにくい。従って、本発明の断続検知手段のように、所定パターンの断続を、商用電源からの通電開始から所定の初期時間内に検知したときに限り、自己診断手段を作動させるようにすれば、通常使用時に、誤って、自己診断手段が作動する不具合を防止することができる。 During normal use, the possibility that the predetermined pattern may be interrupted for some reason cannot be denied, but it is unlikely that the predetermined pattern will be interrupted within a limited time from the start of energization within a predetermined initial time. Therefore, if the self-diagnosis means is activated only when the predetermined pattern of interruption is detected within a predetermined initial time from the start of energization from the commercial power supply, as in the case of the interruption detection means of the present invention, it is normally used. Sometimes, it is possible to prevent a malfunction that the self-diagnosis means operates by mistake.
また、通電開始から所定の初期時間内に所定パターンの断続を検知した後、速やかに自己診断手段を作動させるようにすれば、通電開始後短時間で、自己診断結果を得ることが可能となるので、好ましい。
なお、本発明の断続検知手段としては、例えば、商用電源からの通電が3回断絶するのを、通電開始から1分以内に検知したときに限り、自己診断手段を作動させる手段を挙げることができる。
Also, if the self-diagnosis means is activated immediately after detecting the intermittent pattern within a predetermined initial time from the start of energization, the self-diagnosis result can be obtained in a short time after the energization is started. Therefore, it is preferable.
The intermittent detection means of the present invention includes, for example, a means for operating the self-diagnosis means only when it is detected that the energization from the commercial power supply is interrupted three times within one minute from the start of the energization. it can.
さらに、上記いずれかの制御機能付き回路であって、前記被制御回路は、発電要素を含む電池構造体に固定して、上記発電要素を加熱するヒータであり、前記センサは、前記所定環境である環境温度を検知する温度センサであり、前記制御手段は、上記温度センサにより検知された環境温度が前記特定条件である特定温度範囲内にある場合に限り、上記ヒータに通電する制御手段であり、前記断続検知手段は、前記所定パターンの断続を検知したとき、上記環境温度が上記特定温度範囲内にあるか否かに拘わらず、前記自己診断手段を作動させる制御機能付き回路とすると良い。 Furthermore, in any one of the circuits with a control function, the controlled circuit is a heater that fixes the battery structure including the power generation element and heats the power generation element, and the sensor is in the predetermined environment. It is a temperature sensor that detects a certain environmental temperature, and the control means is a control means that energizes the heater only when the environmental temperature detected by the temperature sensor is within a specific temperature range that is the specific condition. The on / off detection means may be a circuit with a control function that operates the self-diagnosis means regardless of whether or not the environmental temperature is within the specific temperature range when detecting on / off of the predetermined pattern.
本発明の制御機能付き回路は、被制御回路として、電池構造体に固定して電池構造体の発電要素を加熱するヒータを備え、所定環境を検知するセンサとして、環境温度を検知する温度センサを備えている。この制御機能付き回路では、断続検知手段が、所定パターンの断続を検知したとき、環境温度が特定温度範囲内にあるか否かに拘わらず、自己診断手段を作動させる。 The circuit with a control function of the present invention includes a heater that fixes a battery structure and heats a power generation element of the battery structure as a controlled circuit, and a temperature sensor that detects an environmental temperature as a sensor that detects a predetermined environment. I have. In this circuit with a control function, when the intermittent detection means detects the intermittent pattern, the self-diagnosis means is activated regardless of whether or not the environmental temperature is within the specific temperature range.
従って、本発明の制御機能付き回路では、環境温度が特定温度範囲内にある場合に限り被制御回路が作動する制御機能付き回路であるにも拘わらず、商用電源からの通電を所定パターンで断続させるだけで、いずれの環境温度下でも、当該制御機能付き回路が正常に作動するか否かを診断することができる。 Therefore, in the circuit with a control function of the present invention, the energization from the commercial power supply is intermittently interrupted in a predetermined pattern, even though the controlled circuit operates only when the ambient temperature is within a specific temperature range. It is possible to diagnose whether or not the circuit with the control function operates normally at any environmental temperature.
なお、電池構造体としては、例えば、1つの発電要素を電池ケース内に収容してなる単電池を挙げることができる。また、発電要素を収容する収容部が複数、一体成形された電池ケースを備え、それぞれの収容部内に発電要素を収容してなる電池モジュールも含む。また、単電池や電池モジュールを複数、直列または並列に接続して、筐体や保持枠等で保持してなる組電池も含む。また、発電要素とは、電池の機能を奏するために電池ケース内に収容されるものであり、例えば、正極板、負極板、セパレータ、及び電解液などが含まれる。 In addition, as a battery structure, the cell formed by accommodating one electric power generation element in a battery case can be mentioned, for example. In addition, the battery module includes a plurality of housing parts that house a power generation element and integrally formed with the battery case, and the power generation element is housed in each housing part. In addition, a battery pack is also included in which a plurality of single cells or battery modules are connected in series or in parallel and held by a housing or a holding frame. In addition, the power generation element is housed in a battery case in order to perform a battery function, and includes, for example, a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator, and an electrolytic solution.
さらに、上記いずれかの制御機能付き回路であって、前記制御手段は、前記自己診断手段による自己診断の結果に応じて、所定のタイミングで、前記商用電源から流入する電流の状態を変化させる電流制御手段を備える制御機能付き回路とすると良い。 Furthermore, in any one of the above-described circuits with a control function, the control unit changes a state of a current flowing from the commercial power source at a predetermined timing according to a result of the self-diagnosis by the self-diagnosis unit. A circuit with a control function provided with a control means is preferable.
本発明の制御機能付き回路では、自己診断手段による自己診断の結果に応じて、所定のタイミングで、商用電源から流入する電流の状態を変化させる電流制御手段を備えている。この電流制御手段は、例えば、制御機能付き回路に生じている異常の種類ごとに、商用電源から流入する電流の大きさ(これを、診断結果電流値I(x)ともいう)を異ならせる。このため、商用電源から流入する電流を検知するだけで、制御機能付き回路に生じている異常の種類を特定することができる。 The circuit with a control function of the present invention includes current control means for changing the state of current flowing from the commercial power source at a predetermined timing in accordance with the result of self-diagnosis by the self-diagnosis means. This current control means, for example, varies the magnitude of the current flowing from the commercial power supply (this is also referred to as a diagnostic result current value I (x)) for each type of abnormality occurring in the circuit with a control function. For this reason, the type of abnormality occurring in the circuit with the control function can be specified only by detecting the current flowing from the commercial power supply.
このように、本発明の制御機能付き回路によれば、被制御回路を作動させるための商用電源から流入する電流を利用して、制御機能付き回路に生じている異常の種類を、外部に知らせることができる。このため、異常検出用の出力回路等を別途設ける必要がなく、回路構成が簡易となるので、安価となし得る。 As described above, according to the circuit with a control function of the present invention, the type of abnormality occurring in the circuit with the control function is notified to the outside using the current flowing from the commercial power source for operating the controlled circuit. be able to. For this reason, it is not necessary to separately provide an output circuit for detecting an abnormality and the circuit configuration is simplified, so that it can be inexpensive.
本発明の電流制御手段としては、例えば、制御機能付き回路に生じている異常の種類ごとに、位相制御(例えば、PWM制御)により、商用電源から流入する電流の大きさ(実効値)を異ならせる電流制御手段を挙げることができる。この場合、クランプ電流計など非接触で電流を計測できる電流計や、予め商用電源と制御機能付き回路との間に介在させておいた電流計などを用いて、商用電源から流入する電流の大きさを検知することで、この電流の大きさに対応した異常を特定することができる。 As the current control means of the present invention, for example, the magnitude (effective value) of the current flowing from the commercial power supply is varied by phase control (for example, PWM control) for each type of abnormality occurring in the circuit with control function. Current control means to be applied. In this case, the magnitude of the current flowing from the commercial power source using an ammeter that can measure current without contact, such as a clamp ammeter, or an ammeter previously interposed between the commercial power source and the circuit with the control function By detecting this, an abnormality corresponding to the magnitude of this current can be specified.
また、電流制御手段で変化させる「電流の状態」としては、「電流の大きさ(実効値)」のほか、「電流の波形」や「電流のON/OFF」などを挙げることができる。これらは、例えば、PWM制御における制御値(duty比)を調整することで変化させることができる。 In addition to “current magnitude (effective value)”, “current waveform”, “current ON / OFF”, and the like can be listed as “current state” changed by the current control means. These can be changed, for example, by adjusting a control value (duty ratio) in PWM control.
他の解決手段は、上記いずれかの制御機能付き回路が正常に作動するか否かを検査する、制御機能付き回路の検査方法であって、上記制御機能付き回路について、前記商用電源からの通電を前記所定パターンで断続させて、前記自己診断手段の作動を指示する診断指示ステップと、上記自己診断手段による自己診断の結果を検知する検知ステップと、を備える制御機能付き回路の検査方法である。 Another solution is a method for inspecting a circuit with a control function that checks whether or not any of the circuits with a control function operates normally, wherein the circuit with the control function is energized from the commercial power source. Is a method for inspecting a circuit with a control function, comprising: a diagnosis instruction step for instructing the operation of the self-diagnosis means, and a detection step for detecting a result of the self-diagnosis by the self-diagnosis means. .
本発明の検査方法は、制御機能付き回路について、商用電源からの通電を所定パターンで断続させて自己診断手段の作動を指示する診断指示ステップと、自己診断手段による自己診断の結果を検知する検知ステップとを備えている。従って、商用電源からの通電を所定パターンで断続させるだけで、当該制御機能付き回路が正常に作動するか否かを検査することができる。 The inspection method of the present invention includes a diagnostic instruction step for instructing the operation of the self-diagnosis means by intermittently energizing the commercial power supply in a predetermined pattern for the circuit with the control function, and detection for detecting the result of the self-diagnosis by the self-diagnosis means And steps. Therefore, it is possible to inspect whether or not the circuit with the control function operates normally only by intermittently energizing the commercial power supply in a predetermined pattern.
このように、本発明の検査方法では、検査対象となる制御機能付き回路が、所定環境が特定条件を満たす場合に限り被制御回路が作動する制御機能付き回路であるにも拘わらず、商用電源からの通電を所定パターンで断続させるだけで、いずれの所定環境下でも、当該制御機能付き回路が正常に作動するか否かを検査することができる。このため、制御機能付き回路の検査工程(検査場)の環境を、被制御回路が作動する特定条件(例えば、0℃以下の環境温度)に保つなど、大がかりな検査設備が不要となり、検査コストも安価となるので好ましい。 As described above, in the inspection method of the present invention, the circuit with the control function to be inspected is a circuit with the control function that operates the controlled circuit only when the predetermined environment satisfies the specific condition. It is possible to inspect whether or not the circuit with the control function operates normally under any predetermined environment simply by intermittently energizing from a predetermined pattern. This eliminates the need for large-scale inspection equipment such as maintaining the environment of the inspection process (inspection site) of the circuit with control function at a specific condition (for example, an environmental temperature of 0 ° C. or lower) where the controlled circuit operates, and the inspection cost Is also preferable because it is inexpensive.
さらに、上記の制御機能付き回路の検査方法であって、前記制御機能付き回路は、請求項4に記載の制御機能付き回路であり、前記検知ステップは、前記商用電源から上記制御機能付き回路に流入する電流の状態を検知して、前記自己診断の結果を検知する制御機能付き回路の検査方法とすると良い。
Furthermore, in the method for inspecting a circuit with a control function, the circuit with a control function is the circuit with a control function according to
本発明の検査方法では、商用電源から制御機能付き回路に流入する電流の状態を検知して、制御機能付き回路の自己診断の結果を検知する。本発明の検査方法の対象となる制御機能付き回路は、前述のように、自己診断手段による自己診断の結果に応じて、商用電源から流入する電流の状態を変化させる。このため、商用電源から流入する電流の状態を検知することで、当該制御機能付き回路が正常であるか否かを検知することができ、異常が生じている場合には、制御機能付き回路に生じている異常の種類まで特定することができる。このように、商用電源から流入する電流の状態を検知するという簡易な手法で、当該制御機能付き回路が正常であるか否かを検知することができ、異常が生じている場合には、制御機能付き回路に生じている異常の種類まで特定することができるので、好ましい。 In the inspection method of the present invention, the state of the current flowing from the commercial power source into the circuit with the control function is detected, and the result of the self-diagnosis of the circuit with the control function is detected. As described above, the circuit with a control function that is the object of the inspection method of the present invention changes the state of the current flowing from the commercial power source according to the result of the self-diagnosis by the self-diagnosis means. For this reason, it is possible to detect whether or not the circuit with the control function is normal by detecting the state of the current flowing from the commercial power supply. It is possible to identify the type of abnormality that has occurred. In this way, it is possible to detect whether or not the circuit with the control function is normal by a simple method of detecting the state of the current flowing from the commercial power supply. Since it is possible to identify the type of abnormality occurring in the function-equipped circuit, it is preferable.
なお、本発明の検査方法としては、例えば、検査対象となる制御機能付き回路が、制御機能付き回路に生じている異常の種類ごとに商用電源から流入する電流の大きさを異ならせる制御機能付き回路である場合には、クランプ電流計など非接触で電流を計測できる電流計や、予め商用電源と制御機能付き回路との間に介在させておいた電流計などを用いて、商用電源から流入する電流の大きさ(診断結果電流値I(x))を検知する手法を挙げることができる。検知した電流の大きさから、異常の有無を検知し、異常が生じている場合には異常の種類を特定することができる。 As an inspection method of the present invention, for example, a circuit with a control function to be inspected has a control function that varies the magnitude of the current flowing from the commercial power source for each type of abnormality occurring in the circuit with the control function. In the case of a circuit, the current flows in from the commercial power source using an ammeter that can measure current without contact, such as a clamp ammeter, or an ammeter that is interposed between the commercial power source and the circuit with a control function in advance. A method for detecting the magnitude of the current to be detected (diagnosis result current value I (x)) can be given. The presence or absence of an abnormality is detected from the magnitude of the detected current, and when an abnormality has occurred, the type of abnormality can be specified.
(実施形態)
次に、本発明の実施形態にかかる制御機能付き回路10について、以下に説明する。
制御機能付き回路10は、図1に示すように、商用電源30に接続するための電源プラグ19と、商用電源30(交流100V)で発熱するヒータ11(被制御回路)と、ヒータ11への通電のON−OFFを切り替えるトライアック15とが直列に接続された主回路10bを備えている。また、制御機能付き回路10には、抵抗21、ダイオード22、及び電解コンデンサ23からなるフローティング電源回路24が、主回路10bと並列に接続されている。
(Embodiment)
Next, the control function-equipped
As shown in FIG. 1, the
さらに、制御機能付き回路10は、商用電源30に接続するとフローティング電源回路24により駆動するマイクロコンピュータ14(制御手段)と、商用電源30の電圧(電源電圧)を検出する電源電圧検出器16と、トライアック15のON−OFFを制御するトライアックドライバ17と、商用電源30(交流100V)のゼロクロスを検出するゼロクロス検出器18とを有している。さらに、マイクロコンピュータ14には、環境温度(所定環境)を検知する第1温度センサ12と、ヒータ11の温度を検知する第2温度センサ13とが接続されている。
Furthermore, the
マイクロコンピュータ14は、図示を省略しているが、CPU、ROM、RAM等の公知の構成を有している。このマイクロコンピュータ14は、電源プラグ19を商用電源30に接続するとフローティング電源回路24により駆動し、内蔵しているプログラムが実行される。具体的には、第1温度センサ12により検知された環境温度が特定条件を満たす場合に限り、トライアック15をONにして、ヒータ11に通電するように制御する。なお、本実施形態の制御機能付き回路10では、ヒータ11に通電する環境温度の特定条件を、0℃以下に設定している。すなわち、環境温度が0℃以下である場合に限り、ヒータ11への通電がなされる。
また、本実施形態の制御機能付き回路10では、商用電源30からの通電が一時的に断絶した場合でも、電解コンデンサ23からマイクロコンピュータ14に電力が供給されるので、継続してマイクロコンピュータ14による制御を行うことができる。
Although not shown, the
Moreover, in the
さらに、マイクロコンピュータ14は、制御機能付き回路10が正常に作動するか否かを診断する自己診断手段として機能する。具体的には、制御機能付き回路10を構成する、第1温度センサ12、第2温度センサ13、ゼロクロス検出器18、ヒータ11などが、正常であるか否かを自己診断することができる。なお、本実施形態のマイクロコンピュータ14では、電源電圧検出器16により、商用電源30からの通電の瞬間的な断絶(瞬時停電)を通電開始から1分以内に3回検知したときに、外部からの診断要求の合図と判断して、環境温度が0℃以下であるか否かに拘わらず、自己診断処理を開始させるようにプログラムが組まれている。
Further, the
また、制御機能付き回路10では、トライアック15を利用した位相制御(例えば、PWM制御)により、商用電源30からヒータ11へ流入する電流の大きさ(実効値)を調整して、ヒータ11の加熱温度を調整することができる。例えば、PWM制御における制御値(duty比)を調整することで、商用電源30からヒータ11へ流入する電流の大きさ(実効値)を調整することができる。そこで、所定のタイミングでPWM制御におけるduty比を調整することで、商用電源30から流入する電流の大きさを変化させることもできる。
Further, in the
これを利用して、制御機能付き回路10に生じている異常の種類を、外部に知らせることができる。すなわち、本実施形態の制御機能付き回路10では、自己診断後、自己診断の結果に応じて、所定のタイミングで商用電源30から流入する電流を制御することができる。具体的には、予め、異常の種類ごとに流入電流の大きさを設定しておけば、この流入電流の大きさを検知することで、制御機能付き回路10に生じている異常の種類を特定することができる。なお、商用電源30から流入する電流の大きさは、例えば、クランプ電流計50を用いて測定することができる(図6参照)。
By utilizing this, the type of abnormality occurring in the circuit with
このような制御機能付き回路10は、例えば、図2に示すように、ハイブリッド自動車の電源として搭載される組電池2(電池構造体)に設けられて、ヒータ付き電池構造体1を構成する。ヒータ付き電池構造体1は、組電池2と、制御機能付き回路10を含むヒータユニット6とを有している。組電池2は、第1収容部材3及び第2収容部材4を備える収容ケース5と、その内部に収容された複数の二次電池100とを有している。ヒータユニット6は、制御機能付き回路10と、そのヒータ11を保持する保持部材7とを有している。ヒータ11は、保持部材7に保持された状態で、第2収容部材4の底部4bに固定される。
For example, as shown in FIG. 2, such a circuit with
例えば、ヒータ付き電池構造体1を搭載したハイブリッド自動車を自宅のガレージに駐車している間に、電源プラグ19を商用電源30に差し込んでおけば、環境温度が0℃以下に低下した場合に、ヒータ11により二次電池100を加熱することができる。これにより、環境温度が0℃以下に低下した場合でも、各々の二次電池100を温めておくことができるので、ハイブリッド自動車の始動時においても、ハイブリッド自動車の電源として良好な出力を得ることができる。
For example, if the
ここで、本実施形態にかかる制御機能付き回路10の自己診断処理、及び制御機能付き回路10の検査方法について、図3〜図5のフローチャートを参照しつつ説明する。
制御機能付き回路10では、マイクロコンピュータ14による図示しないメインルーチン処理において、所定のタイミングでタイマー割り込みを開始すると、図3に示すように、ステップS1に進み、商用電源30からの通電の瞬間的な断絶(瞬時停電)があったか否かを判定する。瞬時停電がなかった(No)と判定された場合は、自己診断処理を行うことなく、タイマー割り込みを終了し、図示しないメインルーチンに戻る。なお、本実施形態では、ゼロクロス検出器18においてゼロクロス入力が一時的に途絶えた場合に、瞬時停電があったと判断することができる。
Here, the self-diagnosis process of the
In the
一方、ステップS1において、瞬時停電があった(Yes)と判定された場合は、ステップS2に進み、瞬時停電回数を積算する。次いで、ステップS3に進み、電源投入後(商用電源30からの通電開始から)1分以内であるか否かを判定する。電源投入から1分を超えている(No)と判定された場合は、自己診断処理を行うことなく、タイマー割り込みを終了し、図示しないメインルーチンに戻る。一方、電源投入から1分以内である(Yes)と判定された場合は、ステップS4に進み、瞬時停電が3回目であるか否かを判定する。具体的には、先のステップS2において積算した瞬時停電回数が、3回に達したか否かを判定する。 On the other hand, if it is determined in step S1 that an instantaneous power failure has occurred (Yes), the process proceeds to step S2 to accumulate the number of instantaneous power failures. Next, the process proceeds to step S3, and it is determined whether or not it is within one minute after the power is turned on (from the start of energization from the commercial power supply 30). If it is determined that it has exceeded 1 minute since the power was turned on (No), the timer interruption is terminated without performing the self-diagnosis process, and the process returns to the main routine (not shown). On the other hand, if it is determined that the current is within 1 minute (Yes), the process proceeds to step S4 to determine whether or not the instantaneous power failure is the third time. Specifically, it is determined whether or not the number of instantaneous blackouts accumulated in the previous step S2 has reached three.
ステップS4において、瞬時停電回数が3回に達していない(No)と判定された場合は、ステップS1に戻り、上述のステップS1〜S4の処理を行う。ステップS4において、瞬時停電が3回目である(Yes)と判定された場合は、ステップS5に進み、自己診断処理を開始する。
なお、本実施形態では、ステップS1〜S4の処理が、断続検知手段に相当する。
In step S4, when it is determined that the number of instantaneous power failures has not reached three (No), the process returns to step S1 and the processes of steps S1 to S4 described above are performed. In Step S4, when it is determined that the instantaneous power failure is the third time (Yes), the process proceeds to Step S5 and the self-diagnosis process is started.
In the present embodiment, the processes in steps S1 to S4 correspond to the intermittent detection means.
次に、自己診断処理のサブルーチンについて、詳細に説明する。具体的には、図4に示すように、まず、ステップS51において、第1温度センサ12が正常であるか否かを判定する。例えば、第1温度センサ12で検知された環境温度が、想定される使用環境温度の範囲を超えている場合(例えば、50℃以上)には、第1温度センサ12が正常でないと判定することができる。ステップS51において、第1温度センサ12が正常でない(No)と判定された場合は、ステップS56に進み、後のステップS9において商用電源30からヒータ11へ入力を80%に制御することを記憶し、その後、図3のルーチンに戻る。具体的には、後のステップS9において、トライアック15を利用した位相制御により、自己診断の結果に応じて商用電源30からヒータ11へ流入する電流の大きさ(診断結果電流値I(x))を、位相制御することなく商用電源30からヒータ11に入力(これを100%の入力とする)したときの基準電流値I(100%)の80%(I(x)=I(80%))とすることを記憶した後、図3のルーチンに戻り、ステップS6に進む。
Next, the self-diagnosis processing subroutine will be described in detail. Specifically, as shown in FIG. 4, first, in step S51, it is determined whether or not the
一方、ステップS51において、第1温度センサ12が正常である(Yes)と判定された場合は、ステップS52に進み、第2温度センサ13が正常であるか否かを判定する。例えば、第2温度センサ13で検知されたヒータ温度が、想定されるヒータ11の温度範囲を超えている場合には、第2温度センサ13が正常でないと判定することができる。ステップS52において、第2温度センサ13が正常でない(No)と判定された場合は、ステップS57に進み、後のステップS9において商用電源30からヒータ11への入力を60%に制御することを記憶して、図3のルーチンに戻る。具体的には、後のステップS9において、トライアック15を利用した位相制御により、診断結果電流値I(x)を、基準電流値I(100%)の60%(I(x)=I(60%))とすることを記憶した後、図3のルーチンに戻り、ステップS6に進む。
On the other hand, if it is determined in step S51 that the
一方、ステップS52において、第2温度センサ13が正常である(Yes)と判定された場合は、ステップS53に進み、ゼロクロス検出器18が正常であるか否かを判定する。具体的には、例えば、ゼロクロス検出器18で検出されるパルスのduty比が49〜51%の範囲内である場合には、ゼロクロス検出器18が正常であると判定する。ステップS53において、ゼロクロス検出器18が正常でない(No)と判定された場合は、ステップS58に進み、後のステップS9において商用電源30からヒータ11へ入力を40%に制御することを記憶して、図3のルーチンに戻る。具体的には、後のステップS9において、トライアック15を利用した位相制御により、診断結果電流値I(x)を、基準電流値I(100%)の40%(I(x)=I(40%))とすることを記憶した後、図3のルーチンに戻り、ステップS6に進む。
On the other hand, if it is determined in step S52 that the
一方、ステップS53において、ゼロクロス検出器18が正常である(Yes)と判定された場合は、ステップS54に進み、電源電圧が正常であるか否かを判定する。具体的には、本実施形態の制御機能付き回路10は、交流100Vの商用電源30に接続して使用するものであるため、電源電圧検出器16で検出された電源電圧が125Vを大きく上回っている場合には、電源電圧が正常でない(No)と判定する。ステップS54において、電源電圧が正常でない(No)と判定された場合は、ステップS59に進み、後のステップS9において商用電源30からヒータ11へ入力を20%に制御することを記憶して、図3のルーチンに戻る。具体的には、後のステップS9において、トライアック15を利用した位相制御により、診断結果電流値I(x)を、基準電流値I(100%)の20%(I(x)=I(20%))とすることを記憶した後、図3のルーチンに戻り、ステップS6に進む。
On the other hand, if it is determined in step S53 that the zero-
一方、ステップS54において、電源電圧が正常である(Yes)と判定された場合は、ステップS55に進み、ヒータ11が正常であるか否かを判定する。具体的には、例えば、ヒータ11が断線している場合には、ヒータ11が正常でないと判定する。ステップS55において、ヒータ11が正常でない(No)と判定された場合は、ステップS5Aに進み、後のステップS9において商用電源30からヒータ11へ入力を0%に制御することを記憶して、図3のルーチンに戻る。具体的には、後のステップS9において、トライアック15を利用した位相制御により、診断結果電流値I(x)を、基準電流値I(100%)の0%(I(x)=I(0%))とすることを記憶した後、図3のルーチンに戻り、ステップS6に進む。なお、ヒータ11が断線している場合は、常に、商用電源30からヒータ11へ入力が0%となる。
On the other hand, if it is determined in step S54 that the power supply voltage is normal (Yes), the process proceeds to step S55 to determine whether the
一方、ステップS55において、ヒータ11が正常である(Yes)と判定された場合は、ステップS5Bに進み、後のステップS9において商用電源30からヒータ11へ入力を100%に制御することを記憶して、図3のルーチンに戻る。具体的には、診断結果電流値I(x)を基準電流値I(100%)の100%(I(x)=I(100%))とすることを記憶した後、図3のルーチンに戻る。
なお、本実施形態では、ステップS5(ステップS51〜S5B)の処理が、自己診断手段に相当する。
On the other hand, if it is determined in step S55 that the
In the present embodiment, the process of step S5 (steps S51 to S5B) corresponds to a self-diagnosis unit.
また、上述のような、商用電源30からヒータ11への入力に応じた商用電源30から流入する電流値と自己診断の結果との関係は、例えば、検査表(表1参照)に記載して用意しておき、制御機能付き回路10の検査を行う作業者が、容易に確認できるようにしておくと良い。これにより、制御機能付き回路10の検査を行う作業者は、後述するように、基準電流値I(100%)と診断結果電流値I(x)を測定することで、表1に示す検査表に基づいて、制御機能付き回路10が正常であるか否かを検知することができる。さらに、異常が生じている場合には、制御機能付き回路10に生じている異常の種類まで特定することができる。
Moreover, the relationship between the current value flowing from the
次に、ステップS6に進み、トライアック15をONにして、商用電源30からヒータ11へ入力を100%に制御する。このとき、商用電源30からヒータ11へ、基準電流値I(100%)の電流が流入する。次いで、ステップS7に進み、トライアック15をONにしてから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間経過していない(No)と判定された場合は、所定時間が経過するまで、この処理を繰り返す。その後、所定時間が経過した(Yes)と判定されると、ステップS8に進み、トライアックをOFFにして、ヒータ11への通電を遮断する。
In step S6, the
次に、ステップS9に進み、自己診断の結果を出力する。具体的には、商用電源30からヒータ11へ入力が、先のステップS56〜S5Bで記憶した値と等しくなるように、商用電源30からヒータ11へ流入する電流を制御する。例えば、ステップS56において商用電源30からヒータ11へ入力を80%に制御することが記憶されている場合は、ステップS9において、商用電源30からヒータ11への流入する電流の大きさ(診断結果電流値I(x))が、基準電流値I(100%)の80%となるように、トライアック15を利用して位相制御(例えば、PWM制御)する。
なお、本実施形態では、トライアック15及びステップS9の処理が、電流制御手段に相当する。
Next, it progresses to step S9 and the result of a self-diagnosis is output. Specifically, the current flowing from the
In the present embodiment, the processing of the
この制御機能付き回路10の検査は、次のようにして行う。
図5に示すように、まず、ステップT1において、制御機能付き回路10にクランプ電流計50を装着する。例えば、図6に示すように、電源プラグ19に接続する第1導線20b及び第2導線20cのうち、いずれか一方の導線(図6に示す例では第1導線20b)に対し、クランプ電流計50を装着しておく。具体的には、例えば、第1導線20bが、クランプ電流計50のクランプ部51の内側を挿通するように、クランプ電流計50を装着しておく。
The inspection of the
As shown in FIG. 5, first, in step T1, the
次に、ステップT2に進み、電源プラグ19を、商用電源30に抜き差しする作動を1分間に3回行った後、ステップT3に進み、電源プラグ19を商用電源30に抜き差し込む。このように、電源プラグ19を商用電源30に抜き差しする作動を1分間に3回行えば、制御機能付き回路10において、前述のステップS1〜S4のいずれの処理においても「Yes」と判定される。このため、ステップS5に進み、制御機能付き回路10の自己診断処理の開始を指示することができる。
なお、本実施形態では、ステップT2が、診断指示ステップに相当する。
Next, the process proceeds to step
In the present embodiment, step T2 corresponds to a diagnosis instruction step.
その後、制御機能付き回路10において、商用電源30からヒータ11へ、基準電流値I(100%)の電流が流入する(ステップS6参照)ので、ステップT4に進み、検査作業者は、予め装着しておいたクランプ電流計50により、基準電流値I(100%)を測定する。次いで、所定時間経過すると、商用電源30からヒータ11に流入する電流値が0になり(ステップS8参照)、その後、商用電源30からヒータ11へ、診断結果電流値I(x)の電流が流入する(ステップS9参照)。このとき、ステップT5に進み、クランプ電流計50により、診断結果電流値I(x)を測定する。
Thereafter, in the circuit with
次いで、ステップT6に進み、制御機能付き回路10の自己診断結果の解析を行う。具体的には、測定した基準電流値I(100%)と診断結果電流値I(x)とを比較して、基準電流値I(100%)に対する診断結果電流値I(x)の比率を算出する。この算出した比率(%)に基づいて、表1に示す検査表から、制御機能付き回路10が正常であるか否かを判断することができる。さらに、異常が生じている場合には、制御機能付き回路10に生じている異常の種類まで特定することができる。例えば、基準電流値I(100%)に対する診断結果電流値I(x)の比率が約80%であった場合は、第1温度センサ12に異常が生じていると判断できる。
なお、本実施形態では、ステップT4〜T6が、検知ステップに相当する。
Next, in step T6, the self-diagnosis result of the circuit with
In the present embodiment, steps T4 to T6 correspond to detection steps.
以上説明したように、本実施形態の制御機能付き回路10の検査方法によれば、電源プラグ19を商用電源30に抜き差しする作動を1分間に3回行った後、クランプ電流計50などを用いて、商用電源30から流入する電流値を測定するという簡易な手法により、制御機能付き回路10が正常であるか否かを判断することができる。さらに、異常が生じている場合には、制御機能付き回路10に生じている異常の種類まで特定することができる。
As described above, according to the method for inspecting the circuit with
しかも、本実施形態の制御機能付き回路10は、環境温度が0℃以下の特定条件である場合に限り、ヒータ11への通電がなされる制御機能付き回路であるにも拘わらず、いずれの環境温度下においても、制御機能付き回路10が正常に作動するか否かを診断することができる。これにより、制御機能付き回路10の検査工程(検査場)の環境を、ヒータ11が作動する特定条件(0℃以下の環境温度)に保つなど、大がかりな検査設備が不要となり、検査コストも安価にできる。
In addition, the
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施形態では、制御機能付き回路10の自己診断結果を検出するにあたり、クランプ電流計50を用いて、商用電源30から流入する電流の大きさを測定した。しかしながら、商用電源30から流入する電流の大きさを測定する手法は、この手法に限定されるものではない。例えば、図7に示すように、電流計60を、予め商用電源30と制御機能付き回路10との間に介在させておくようにしても良い。
In the above, the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the like, and it is needless to say that the present invention can be appropriately modified and applied without departing from the gist thereof. .
For example, in the embodiment, when detecting the self-diagnosis result of the circuit with
30 商用電源
11 ヒータ(被制御回路)
12 第1温度センサ(センサ)
13 第2温度センサ
14 マイクロコンピュータ(制御手段)
10 制御機能付き回路
61 組電池(電池構造体)
30
12 First temperature sensor (sensor)
13
10 Circuit with control function 61 Battery pack (battery structure)
Claims (6)
所定環境を検知するセンサと、
上記商用電源で作動し、上記被制御回路を制御する制御手段であって、上記センサにより検知された上記所定環境が特定条件を満たす場合に限り、上記被制御回路を作動させる制御手段と、を備える
制御機能付き回路であって、
上記制御手段は、
上記制御機能付き回路が正常に作動するか否かを診断する自己診断手段と、
上記商用電源からの通電が所定パターンで断続されたか否かを検知し、上記所定パターンの断続を検知したときには、上記所定環境が上記特定条件を満たしているか否かに拘わらず、上記自己診断手段を作動させる断続検知手段と、を備える
制御機能付き回路。 A controlled circuit that operates from a commercial power source;
A sensor for detecting a predetermined environment;
Control means for operating the commercial power supply and controlling the controlled circuit, the control means for operating the controlled circuit only when the predetermined environment detected by the sensor satisfies a specific condition; A circuit with a control function,
The control means includes
Self-diagnosis means for diagnosing whether or not the circuit with the control function operates normally;
The self-diagnosis means detects whether or not the energization from the commercial power source is interrupted in a predetermined pattern, and detects whether the predetermined pattern is interrupted regardless of whether or not the predetermined environment satisfies the specific condition. A circuit with a control function, comprising:
前記断続検知手段は、
前記所定パターンの断続を、前記商用電源からの通電開始から所定の初期時間内に検知したときに限り、前記自己診断手段を作動させる
制御機能付き回路。 A circuit with a control function according to claim 1,
The intermittent detection means includes
A circuit with a control function that activates the self-diagnosis means only when the intermittent of the predetermined pattern is detected within a predetermined initial time from the start of energization from the commercial power source.
前記被制御回路は、
発電要素を含む電池構造体に固定して、上記発電要素を加熱するヒータであり、
前記センサは、
前記所定環境である環境温度を検知する温度センサであり、
前記制御手段は、
上記温度センサにより検知された環境温度が前記特定条件である特定温度範囲内にある場合に限り、上記ヒータに通電する制御手段であり、
前記断続検知手段は、
前記所定パターンの断続を検知したとき、上記環境温度が上記特定温度範囲内にあるか否かに拘わらず、前記自己診断手段を作動させる
制御機能付き回路。 A circuit with a control function according to claim 1 or 2,
The controlled circuit is:
A heater for fixing the battery structure including the power generation element and heating the power generation element,
The sensor is
A temperature sensor that detects an environmental temperature that is the predetermined environment;
The control means includes
Control means for energizing the heater only when the environmental temperature detected by the temperature sensor is within a specific temperature range that is the specific condition,
The intermittent detection means includes
A circuit with a control function that activates the self-diagnosis means regardless of whether or not the environmental temperature is within the specific temperature range when the intermittent pattern is detected.
前記制御手段は、
前記自己診断手段による自己診断の結果に応じて、所定のタイミングで、前記商用電源から流入する電流の状態を変化させる電流制御手段を備える
制御機能付き回路。 A circuit with a control function according to any one of claims 1 to 3,
The control means includes
A circuit with a control function comprising current control means for changing a state of current flowing from the commercial power supply at a predetermined timing according to a result of self-diagnosis by the self-diagnosis means.
上記制御機能付き回路について、前記商用電源からの通電を前記所定パターンで断続させて、前記自己診断手段の作動を指示する診断指示ステップと、
上記自己診断手段による自己診断の結果を検知する検知ステップと、を備える
制御機能付き回路の検査方法。 A method for inspecting a circuit with a control function, which inspects whether or not the circuit with a control function according to any one of claims 1 to 4 operates normally,
About the circuit with the control function, a diagnostic instruction step for instructing the operation of the self-diagnosis means by intermittently energizing the commercial power supply in the predetermined pattern;
And a detection step of detecting a result of self-diagnosis by the self-diagnosis means.
前記制御機能付き回路は、請求項4に記載の制御機能付き回路であり、
前記検知ステップは、
前記商用電源から上記制御機能付き回路に流入する電流の状態を検知して、前記自己診断の結果を検知する
制御機能付き回路の検査方法。 A method for inspecting a circuit with a control function according to claim 5,
The circuit with a control function is a circuit with a control function according to claim 4,
The detection step includes
An inspection method for a circuit with a control function, which detects a state of a current flowing into the circuit with a control function from the commercial power supply and detects a result of the self-diagnosis.
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